FR2798464A1

FR2798464A1 - Continuous specific gravity measurement of fermenting liquid, determines upthrust on immersed float, converting to value used in monitoring and control

Info

Publication number: FR2798464A1
Application number: FR9911546A
Authority: FR
Inventors: Marc Teychonneau; Michel Blain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2001-03-16

Abstract

The displacement force on a float (6) completely immersed in the liquid, is measured continuously. The result is converted to density from a table, the value being used for monitoring and/or control, in accordance with the application envisaged. The float (6) is attached (4, 5) to a force sensor (3) held on a fixed mounting. An Independent claim is included for the corresponding equipment.

Description

PROCEDE DE MESURE EN CONTINU DE LA DENSITE D'UN LIQUIDE NOTAMMENT UN LIQUIDE EN COURS DE FERMENTATION ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention a trait à la mesure en continu de la densité liquide, notamment d'un liquide subissant un processus de fermentation plus précisément encore, bien que non exclusivement, d'un moût fermentation. PROCESS FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF DENSITY OF A LIQUID PARTICULARLY A LIQUID DURING FERMENTATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION The present invention relates to the continuous measurement of the liquid density, in particular of a liquid undergoing a fermentation process more precisely, although not exclusively, of a fermentation must.

Dans l'élaboration du vin, la mesure de l'évolution de la densité moûts en fermentation est un paramètre essentiel pour le contrôle fermentation et conséquent s'avère important pour la maîtrise de la qualite du processus de vinification. In wine making, the measurement of the evolution of the must density in fermentation is an essential parameter for the fermentation control and is therefore important for the control of the quality of the winemaking process.

Or, d'une manière générale, le marché devient de plus en plus exigeant au niveau de qualité et de la traçabilité des processus d'élaboration produits alimentaires. In general, however, the market is becoming more and more demanding in terms of quality and traceability of food production processes.

Jusqu'à maintenant la mesure de l'évolution de la densité des moûts en fermentation effectue essentiellement en prenant en compte la variation la pression engendrée par la masse du liquide en fermentation dans une cuve. Or, cette variation de pression consécutive à la diminution de la densité très faible et nécessite des appareils complexes, coûteux et dont la fiabilité n'est par ailleurs pas assurée. Until now the measurement of the evolution of the density of the must in fermentation essentially takes into account the variation of the pressure generated by the mass of the liquid in fermentation in a tank. However, this pressure variation resulting from the very low density decrease and requires complex devices, expensive and whose reliability is also not assured.

Le but l'invention est de proposer un nouveau moyen de mesure la densité liquide et tout particulièrement d'un liquide en fermentation qu'un moût raisin au cours du processus de vinification, apte à effectuer manière simple, fiable et néanmoins précise une mesure en continu de densité dudit liquide. The aim of the invention is to propose a new means of measuring the liquid density and especially of a fermenting liquid that a grape must during the vinification process, capable of performing a simple, reliable and nevertheless accurate measurement in a continuous density of said liquid.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure en continu densité d'un liquide, notamment d'un liquide en cours de fermentation 'un moût, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer en continu la poussée d'Archimède engendrée sur un corps indéformable plongé en permanence dans liquide à mesurer, à traduire en valeur équivalente de densité la force ainsi mesurée à partir d'une table de correspondance préétablie et à afficher valeur de densité obtenue à des fins de contrôle et/ou commande d'intervention en fonction de l'application envisagée. To this end, the subject of the invention is a process for the continuous density measurement of a liquid, in particular of a liquid in the course of fermentation, a wort, characterized in that it consists in continuously measuring the pressure of Archimedes generated on an indeformable body continuously immersed in liquid to be measured, to translate the force thus measured from a predefined correspondence table into an equivalent density value and to display density value obtained for control and / or control purposes depending on the intended application.

Eventuellement, mais de préférence, notamment dans l'application à vinification ou au contrôle de la fermentation d'un moût ou analogue, effectue au cours de la mesure de la force de poussée une compensation fonction de la température du liquide. Optionally, but preferably, especially in the application to winemaking or fermentation control of a must or the like, performs during the measurement of the thrust force compensation depending on the temperature of the liquid.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en couvre procédé ci-dessus, appliqué à un liquide en cours de fermentation dans une cuve ou analogue, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un flotteur plongé dans le liquide, attaché par un lien approprié à un élément mobile d'un capteur force monté fixe par rapport à la cuve, ledit capteur étant relié à un système informatique de traitement de la mesure délivrée par ledit capteur force. The subject of the invention is also a device for the above method covering, applied to a liquid being fermented in a tank or the like, characterized in that it consists of a float immersed in the liquid, attached by a suitable link to a movable member of a force sensor fixedly mounted relative to the vessel, said sensor being connected to a computer system for processing the measurement delivered by said force sensor.

Le dispositif est avantageusement muni d'un capteur de température liquide également relié audit système informatique. The device is advantageously provided with a liquid temperature sensor also connected to said computer system.

Le procédé de l'invention s'applique particulièrement, bien que non exclusivement, au contrôle de la fermentation alcoolique, auquel cas, un même système informatique peut contrôler en continu l'évolution de la fermentation moûts de raisins par exemple stockés dans diverses cuves et commander selectivement, automatiquement, le refroidissement ou le réchauffement moût de certaines cuves en fonction de l'évolution de la fermentation contenu de chacune d'entre elles. The method of the invention applies particularly, although not exclusively, to the control of alcoholic fermentation, in which case, the same computer system can continuously monitor the evolution of fermentation grape must for example stored in various tanks and order selectively, automatically, the cooling or the heating wort of certain vats according to the evolution of the fermentation contents of each one of them.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description va suivre d'un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lequel - la figure 1 représente un dispositif de mesure la densité selon l'invention, place à l'intérieur d'une cuve de fermentation d'un moût de raisin, et - figure 2 illustre l'application du procédé l'invention à la conduite de fermentation de moûts d'une pluralité de cuves. Other features and advantages will emerge from the following description of an embodiment of the method of the invention, a description given by way of example only and with reference to the appended drawings in which - FIG. measuring the density according to the invention, placed inside a fermentation tank of a grape must, and - Figure 2 illustrates the application of the method of the invention to the must fermentation line of a plurality of tanks.

Sur la figure 1, on a représenté partiellement en 1 la paroi, par exemple en acier inoxydable, d'une cuve de vinification. In Figure 1, there is shown partially in 1 the wall, for example stainless steel, a winemaking tank.

A l'intérieur de la cuve 1 est fixée une console en acier inoxydable 2 supportant un capteur de force 3 dont l'élément mobile 4 est relié par un lien approprié 5 à un flotteur 6 immergé en permanence dans le moût de raisins stocké dans la cuve 1. Inside the tank 1 is fixed a stainless steel console 2 supporting a force sensor 3 whose movable element 4 is connected by a suitable link 5 to a float 6 immersed permanently in the must of grapes stored in the tank. tank 1.

L'ensemble 3-6 est disposé à l'intérieur de la cuve 1 à l'endroit le plus approprié, par exemple à plusieurs dizaines de centimètres au moins de la paroi 1 et à mi- hauteur sensiblement de la cuve. The assembly 3-6 is disposed inside the tank 1 at the most appropriate place, for example at least several tens of centimeters from the wall 1 and at half height substantially of the tank.

Le capteur de force 3 est relié électriquement à l'extérieur par un cordon souple 7 traversant la paroi 1 par un manchon 8 soudé à la cuve et assurant une jonction étanche entre l'intérieur de la cuve et l'extérieur par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 9. The force sensor 3 is electrically connected to the outside by a flexible cord 7 passing through the wall 1 by a sleeve 8 welded to the tank and providing a sealed connection between the inside of the tank and the outside via a gland 9.

Le manchon 8 comporte également une sonde de température 10, immergée dans le moût de la cuve 1 et munie d'un cordon 11 traversant le presse-étoupe 9 et le manchon 8 en sorte de disposer en sortie de ce dernier d'un connecteur 12 assurant les liaisons électriques du capteur 3 et de la sonde de température 10 à un système informatique à distance non représenté sur la figure 1. The sleeve 8 also comprises a temperature probe 10, immersed in the wort of the tank 1 and provided with a cord 11 passing through the gland 9 and the sleeve 8 so as to dispose at the outlet of the latter of a connector 12 providing the electrical connections of the sensor 3 and the temperature probe 10 to a remote computer system not shown in Figure 1.

Le flotteur 6, constitué par exemple par un corps cylindrique d'environ 80 millimètres de diamètre et d'une trentaine de centimètres de hauteur, est protégé par un carter ajouré cylindrique 13 monté coulissant verticalement sur une structure constituée d'un chapeau 14 supporté par des tiges 15 fixées à la cornière 2 et supportant également une tubulure 16 de protection du cordon 7, reliant l'ensemble de mesure 3-6 au manchon 8 de traversée de la paroi 1 . Le principe de l'invention est basé sur la flottabilité du volume fermé, indéformable, constitué par le flotteur 6, cette flottabilité étant variable proportionnellement à la densité du liquide dans lequel est immergé ledit volume. The float 6, consisting for example of a cylindrical body about 80 millimeters in diameter and about thirty centimeters in height, is protected by a cylindrical perforated housing 13 mounted vertically sliding on a structure consisting of a cap 14 supported by rods 15 fixed to the angle 2 and also supporting a tubing 16 protecting the cord 7, connecting the measuring assembly 3-6 to the sleeve 8 through the wall 1. The principle of the invention is based on the buoyancy of the closed volume, dimensionally stable, constituted by the float 6, this buoyancy being variable proportionally to the density of the liquid in which said volume is immersed.

La poussée d'Archimède se traduit par une force verticale égale au poids du volume de liquide déplacé, c'est-à-dire le volume total du flotteur 6. Cette force verticale est mesurée à partir d'une jauge de contrainte constituant le capteur de force 3, et traduite en valeur équivalente de densité par le système informatique auquel est relié le capteur. Ce système informatique comporte un calculateur susceptible parallèlement d'assurer une compensation de la lecture de densité en fonction de la température du milieu dans lequel est immergé flotteur 6. The buoyancy force is expressed by a vertical force equal to the weight of the liquid volume displaced, that is to say the total volume of the float 6. This vertical force is measured from a strain gauge constituting the sensor. force 3, and translated into equivalent density value by the computer system to which the sensor is connected. This computer system includes a calculator capable of paralleling the compensation of the density reading as a function of the temperature of the medium in which float 6 is immersed.

A titre indicatif, en supposant que le flotteur 6 présente un volume 1 dm' et une masse de 0,1 kg, on aura avec un liquide d'immersion de densite égale à 1, une poussée de 1 kg) - 0,1 kg = 0,900 kg Avec liquide de densité 1,100 la poussée sera de ,100 x 1 kg) - 0,1 kg = 1,000 kg La variation de la poussée d'Archimède est donc de 1 - 0,9 = 0,100 kg pour une augmentation de densité de 10 %, soit 1 g pour une augmentation de densite 0,1 %. As an indication, assuming that the float 6 has a volume 1 dm 'and a mass of 0.1 kg, it will have with a dipping liquid of density equal to 1, a thrust of 1 kg) - 0.1 kg = 0.900 kg With liquid of density 1,100 the thrust will be, 100 x 1 kg) - 0,1 kg = 1,000 kg The variation of the buoyancy of Archimedes is therefore 1 - 0,9 = 0,100 kg for an increase of density by 10%, ie 1 g for a 0.1% density increase.

telle précision de mesure est tout à fait suffisante pour l'application envisagée puisqu'au cours de la vinification d'un moût de raisins la densité observée varie habituellement de 1,100 au maximum en début de fermentation à 0, lorsque la transformation alcoolique est terminée. such accuracy of measurement is quite sufficient for the intended application since during the vinification of a grape must the observed density usually varies from a maximum of 1,100 at the beginning of fermentation to 0, when the alcoholic transformation is complete.

figure 2, on a illustré schématiquement le contrôle conformément à l'invention de la fermentation d'un ensemble de cuves 1 a, 1 b, 1 c pouvant contenir moûts de raisins similaires ou différents. Figure 2 schematically illustrates the control according to the invention of the fermentation of a set of tanks 1a, 1b, 1c may contain the same or different grape must.

Chaque cuve est équipée, comme illustré par la figure 1, avec un flotteur une jauge de contrainte formant capteur de force 3' reliée une connexion 7' à un ensemble informatique 17 comprenant une unite centrale 8, écran d'affichage 19, sur un clavier 20. A l'ensemble 17 sont également reliées des sondes de température 21 agencées voisinage des flotteurs 6'. Des convertisseurs de signaux 22 assurent l'interface entre jauges et sondes (3', 21) et l'ensemble informatique 17. Ce dernier permet la traçabilité du processus de vinification par l'enregistrement de la courbe d'évolution de la densité mesurée en continue. Each tank is equipped, as illustrated in FIG. 1, with a float, a strain gauge forming a force sensor 3 'connected to a connection 7' to a computer unit 17 comprising a central unit 8, a display screen 19, on a keyboard 20. To the assembly 17 are also connected temperature probes 21 arranged near the floats 6 '. Signal converters 22 provide the interface between gauges and probes (3 ', 21) and the computer assembly 17. This allows the traceability of the winemaking process by recording the evolution curve of the measured density. keep on going.

La correction de densité en fonction de la température est effectuée automatiquement par l'unité centrale 1 à partir d'abaques de relevés préalables de mesures de densité à l'aide du dispositif de l'invention comparées aux densités lues au mustimètre, au cours d'un processus de fermentation. The correction of density as a function of temperature is carried out automatically by the central unit 1 from abacuses of prior readings of density measurements using the device of the invention compared to the densities read at the mustimeter, in the course of time. 'a fermentation process.

La connaissance en permanence de l'évolution de la densité des divers moûts permet ainsi éventuellement de déclencher automatiquement et sélectivement le refroidissement ou au contraire le réchauffement, à la manière connue, de telle ou telle cuve(la, 1 b, 1 c) en fonction de l'état chacune. The constant knowledge of the evolution of the density of the various musts thus possibly makes it possible to trigger automatically and selectively the cooling or, on the contrary, the heating, in the known manner, of such or such tank (l a , 1 b, 1 c) depending on the state each.

Sur la figure 1, on a représenté en 13' le carter ajouré position haute permettant l'accès à l'ensemble 3-6 pour son entretien ou sa réparation. In Figure 1, there is shown in 13 'the perforated housing high position allowing access to the assembly 3-6 for maintenance or repair.

Les cuves 1, la,lb, 1 c sont en un matériau approprié tel qu'acier inoxydable, béton, bois, etc. ... Tanks 1, 1b, 1b, 1c are made of a suitable material such as stainless steel, concrete, wood, etc. ...

L'invention s'applique tout particulièrement au contrôle la vinification mais s'applique également au contrôle de la fermentation de tout milieu liquide, alimentaire ou non, ainsi qu'à la simple mesure de densité de tout milieu liquide, alimentaire ou non. The invention is particularly applicable to control vinification but also applies to the control of the fermentation of any liquid medium, food or not, and the simple measurement of density of any liquid medium, food or not.

Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de mise en oeuvre illustrés et décrits ci-dessus, mais en couvre toutes les variantes notamment en ce qui concerne la nature du capteur de force 3, les nature, forme et dimensions du flotteur 6, ainsi que les moyens traitement des signaux émanant dudit capteur de force et les moyens de compensation des mesures émanant du capteur en fonction de la température. Finally, the invention is obviously not limited to the embodiments illustrated and described above, but covers all variants including the nature of the force sensor 3, the nature, shape and dimensions of the float 6, as well as the signal processing means emanating from said force sensor and the means for compensating measurements emanating from the sensor as a function of temperature.

Dans le cas où le liquide sera maintenu à une température constante par des moyens indépendants du système de mesure de la densité lui-même, le dispositif de correction de la densité lue par rapport à la température du liquide pourra être supprimé, en particulier si le but recherché par le système vise à connaître l'ampleur de l'évolution (forme graphique de la courbe de cette évolution) et non la mesure de la valeur absolue de la densité en tous points.In the case where the liquid will be kept at a constant temperature by means independent of the density measurement system itself, the density correction device read with respect to the temperature of the liquid may be suppressed, in particular if the The aim of the system is to know the magnitude of the evolution (the graphical form of the curve of this evolution) and not the measure of the absolute value of the density in all points.

Claims

CLAIMS. Process for continuously measuring the density of a liquid, in particular a liquid during fermentation such as a must, characterized in that it consists in continuously measuring the buoyancy force generated on a non-deformable body ( 6) permanently immersed in the liquid to be measured, translating the force thus measured from a predefined correspondence table into an equivalent value of density and displaying the density value obtained for control and / or control purposes. intervention according to the intended application. Process according to Claim 1, characterized in that during the measurement of the thrust force a compensation is performed as a function of the temperature of the liquid. Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of a float (6, 6 ') immersed in the liquid and attached by a suitable link (5) to an element movable (4) a fixed force sensor (3, 3 '), said force sensor being connected to a computer system (17) for processing the measurement delivered by the force sensor. Device according to claim 3, characterized in that it further comprises a probe (10, 21) for measuring the liquid temperature in which said float (6, 6 ') immersed, connected to said computer system (17). Device according to Claim 3 or 4, characterized in that the force sensor (3, 3 ') - float assembly (6, 6') is arranged inside a vessel (1, 1 a, 1 b, 1 c) containing the liquid to be measured and protected by a removable perforated housing (13). Application of the process according to Claim 1 or to the control of the fermentation, in particular of grape must contained in a plurality of tanks a, 1b, 1c), a selective cooling or heating of all or part of said tanks being triggered automatically, optionally when predetermined values of density of the liquids stored in said tanks are reached.